為什么連續(xù)碳纖維增強(qiáng)PEEK比短切碳纖維peek性能好
國內(nèi)較為常見的碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料產(chǎn)品大多屬于短切碳纖維或碳纖維粉末增強(qiáng)類型,不過在骨科臨床使用過程中發(fā)現(xiàn),短切碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料制作成的骨外固定器等容易發(fā)生孔位偏移等問題,特別是在高頻率、高載荷的運(yùn)行中這種缺陷愈發(fā)明顯,在此情況下,如果使用連續(xù)碳纖維增強(qiáng)peek作為原材料就能有效避免這種問題。為什么說連續(xù)碳纖維增強(qiáng)peek的力學(xué)性能比短切或粉末碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料的性能更具優(yōu)勢?
這是因?yàn)閺?fù)合材料彎曲或剪切破壞時(shí)存在纖維從基體中拔出的過程,這種拔出過程有利于吸收外加載荷所提供的能量,在一定長度范圍內(nèi)纖維越長,拔出時(shí)吸收的能量就越多,強(qiáng)度提高越顯著。同時(shí)由于相同體積含量復(fù)合材料中單根纖維越長則纖維根數(shù)越少,纖維端部造成的應(yīng)力集中便越少,材料破壞也就越困難。因此,連續(xù)性碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料的力學(xué)性能明顯優(yōu)于短切或者粉末狀碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料。
除此之外,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在摩擦過程中,其中的纖維體起到了很大的潤滑作用,連續(xù)性、更長的碳纖維可以更加持續(xù)、穩(wěn)定地提供潤滑作用,所以摩擦系數(shù)更低,磨損量更小,形成的磨屑也更為細(xì)小。這種優(yōu)勢也為連續(xù)性碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料贏得了高頻率、高載荷運(yùn)行中更穩(wěn)定、更堅(jiān)固的應(yīng)用表現(xiàn)。
這是因?yàn)閺?fù)合材料彎曲或剪切破壞時(shí)存在纖維從基體中拔出的過程,這種拔出過程有利于吸收外加載荷所提供的能量,在一定長度范圍內(nèi)纖維越長,拔出時(shí)吸收的能量就越多,強(qiáng)度提高越顯著。同時(shí)由于相同體積含量復(fù)合材料中單根纖維越長則纖維根數(shù)越少,纖維端部造成的應(yīng)力集中便越少,材料破壞也就越困難。因此,連續(xù)性碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料的力學(xué)性能明顯優(yōu)于短切或者粉末狀碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料。
除此之外,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在摩擦過程中,其中的纖維體起到了很大的潤滑作用,連續(xù)性、更長的碳纖維可以更加持續(xù)、穩(wěn)定地提供潤滑作用,所以摩擦系數(shù)更低,磨損量更小,形成的磨屑也更為細(xì)小。這種優(yōu)勢也為連續(xù)性碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料贏得了高頻率、高載荷運(yùn)行中更穩(wěn)定、更堅(jiān)固的應(yīng)用表現(xiàn)。
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